[发明专利]一种集成自对准透镜的POCT微流控芯片及其制备方法

说明书

本发明属于聚合物微流控芯片即时检测技术领域，具体涉及一种集成自对准透镜的POCT微流控芯片及其制备方法。该微流控芯片包括盖片层、微通道及透镜层和底片层；微通道及透镜层上设有微通道，及微通道两侧的集成式自对准透镜；集成式自准透镜为特定的透镜圆弧面结构，透镜的曲率半径和焦距根据几何光学理论确定，保证透镜焦点在微通道检测区域；微流控芯片微通道及透镜层厚度为50‑5000μm；微通道和透镜圆弧结构的形状大小及相对位置在激光绘图软件中进行设计，利用激光加工一次加工成型，具有自对准特性，避免了复杂的光学对准过程。本发明将透镜集成在微流控芯片上，减小了检测设备的体积及造价，对于实现真正的即时检测有重要意义。

技术领域

本发明属于聚合物微流控芯片即时检测技术领域，具体涉及一种集成自对准透镜的POCT微流控芯片及其制备方法。

背景技术

POCT(Point-of-care testing)又名即时检测或者现场检测，近年来美国国家临床生化科学院在其制定的“POCT循证文件”草案中，将POCT定义为“在接近病人治疗处，由未接受临床实现室学科训练的临床人员或者病人自己进行的临床检验。POCT是基于传统实验室医学，在传统、核心或者中心实验室以外进行的一切快速检验和临床应用”。实验室医学虽然检测精度较高，但是需要借助大型生化检测设备作为诊断工具，这些大型生化检测设备大都造价昂贵且操作复杂。相比之下，目前的诊断越来越向着便携快速的即时检测趋势发展。POCT可以直接在病床周围、治疗中或者病人家中完成，为一些疾病的快速、长时间监测提供了有力保障。鉴于POCT的特点，其检测设备应满足检测时间短、效率高，小型化、操作简易化的要求。

微流控芯片是一种在微米尺度下对流体进行操控的器件，采用微加工技术，将微通道网络、微泵、微阀、微混合及微反应功能单元集成到数平方厘米的芯片上，以此来实现生物化学反应中样品的进样、混合、分离、反应及检测等操作。微流控芯片的微米尺度通道带来了高导热及传导速率，提高了检测效率，减小了珍贵试剂的消耗。并且，采用微加工技术，可将多个功能部件集成在同一个微流控芯片上。在片内一次性完成反应、分离及检测等操作，在此基础上可以制成功能齐全的便携式设备，因此，微流控芯片非常适用于即时检测。

虽然微流控芯片体积小，功能集成化程度高，操作简便，但是其检测设备体积大，操作不易，限制了其在即时检测领域的全面应用。例如，在微流控芯片的光学检测中，多使用荧光显微镜作为检测工具，其大多由激光光源、准直镜、滤光片、多组透镜、反射镜、分光镜等光学器件组成。并且，这些光学器件的对准耦合性能对检测结果有很大影响，这导致每次检测前需要对荧光显微镜进行精确调试，以免对检测结果造成不良影响。

本发明提供了一种POCT微流控芯片集成式自对准透镜，将光学透镜集成到微流控芯片上，并且该透镜具备自对准特性，不需要进行复杂的光路调试操作。本发明对于减小检测设备体积，简化检测过程，实现真正意义上的即时检测具有重要意义。

发明内容

针对上述情况，本发明为克服现有的技术缺陷，提供一种集成自对准透镜的POCT微流控芯片，解决POCT光学检测设备中光学器件对准调节复杂，集成化程度低的问题。

为了达到上述目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种集成自对准透镜的POCT微流控芯片，包括盖片层、微通道及透镜层和底片层；

所述微通道及透镜层上设有微通道及微通道两侧的集成式自对准透镜；所述的集成式自准透镜为透镜圆弧面结构，透镜的曲率半径和焦距根据几何光学理论确定，保证透镜焦点在微通道检测区域；所述微流控芯片微通道及透镜层厚度为50-5000μm；

所述盖片层、微通道及透镜层、底片层通过微流控芯片封合方法封合为一体。

所述集成式自对准透镜的结构形式为单面凸透镜、双面凸透镜、单面凸透镜—单面凸透镜组、双面凸透镜—双面凸透镜组、单面凸透镜—双面凸透镜组、双面凸透镜—单面凸透镜组中的一种或两种以上的组合，以满足光学检测设备对聚焦光线特性的需要。